趙九章。照片來源：中國科學院。
趙九章 (Jeou-Jang Jaw，1907年10月15日—1968年10月26日，得年61歲)，是中國著名的氣象學家、地球物理學家、與太空物理學家，也是中國人造衛星的倡導者和奠基者之一。他1933年畢業於清華大學物理系，後赴德國柏林大學攻讀氣象學博士，於1938年獲得博士學位。同年回到中國，任清華大學、西南聯合大學教授，1944年任中央研究院氣象研究所代理所長，1947年任所長。當國民黨政府決定撤往台灣時，趙九章和氣象研究所未遵命令同遷，而是留在新成立的中華人民共和國。
1950年，趙九章擔任新成立的中國科學院地球物理研究所所長，推動動力氣象學研究和數值天氣預報、創建中國太空物理學研究、發展中國第一顆人造衛星「東方紅一號」、開創海浪觀測研究、培育科學人才等，讓中國在地球科學領域展露頭角。不幸的是，文化大革命爆發，趙九章受到嚴厲的批鬥、侮辱、和毆打，在1968年10月26日服安眠藥自殺，得年61歲，連骨灰都不知流落何處。1978年趙九章獲得平反，於1999年追授「兩彈一星」功勳獎章。
趙九章系列文 Part 1 介紹他在氣象學的工作和貢獻，以及對中國第一顆人造衛星的籌劃過程，主要參考資料是《趙九章傳》 (科學出版社, 2020)、 巢纪平 (2018) 和 Zhang and Wang (2021)。Part 2預計介紹他的家庭、興趣，與教育指導風格。
＊趙九章的生平簡介 (詳細版可參照《趙九章傳》的年譜)
1907年10月15日，出生於中國河南開封。
1925年—1928年，就讀浙江工業專科學校（浙江大學前身）電機系。
1928年，因參加中國共產主義青年團，三月被國民政府逮捕入獄，六月被由姨父戴季陶保釋出獄。註：戴季陶是國民黨元老之一，任第一任考試院院長。
1929年—1933年，就讀清華大學物理系，畢業後留在該系擔任助教。
1934年，通過清華大學庚款出國留學考試。在物理系葉企孫教授的建議下，決定赴德國攻讀地球物理學。出國前在中央研究院氣象研究所的竺可楨博士指導下從事氣象實習和研究工作。
1935年—1938年，於德國柏林大學 (University of Berlin) 攻讀氣象學博士，指導教授是氣象學家Heinrich von Ficker和海洋學家Albert Defant。1938年獲得博士學位。
1938年—1940年，任中國西南聯合大學教授。註：西南聯大是中國抗日戰爭時期由清華大學、北京大學和南開大學在雲南昆明聯合組成的大學。
1940年，兼任中央研究院氣象研究所研究員。
1944—1949年，任中央研究院氣象研究所代理所長 (1944-1947年) 及所長 (1947-1949年)。註：因二戰，氣象研究所於1939年遷往重慶，1946年遷回南京，1949年未隨國民黨政府遷往台灣。
1950年—1968年 (歿)，中國科學院地球物理研究所第一任所長。
1955年，任中國科學院國際地球物理年 (International Geophysical Year，1957-58年) 副主任委員。
1956年，任中國國務院科學規劃委員會氣象組組長。
1958年，創建中國科學技術大學地球物理系，兼任系主任。
1966年，任中國科學院衛星設計院院長。後受文革衝擊，但仍未放棄手頭科研工作。
1968年10月26日，受文革迫害，在北京服安眠藥自殺。得年61歲。
＊趙九章的榮譽 (部分)
1955年，中國科學院院士 (原稱為學部委員)。
1985年，中國國家科學進步獎，因其在中國衛星事業的開創奠基工作做出重要貢獻。
1990年，趙九章優秀中青年科學獎。由中國科學院以及多個公私單位發起設立，獎勵為大氣物理、地球物理、太空科學領域發展和創新做出突出貢獻的中青年科學研究工作 (連結)。
1997年，趙九章紀念銅像。由44位科學家（其中42位是院士）聯名倡議，在中國科學院院區樹立紀念銅像。
1999年，追授「兩彈一星」功勳獎章。
2006年，CAS/COSPAR JEOUJANG JAW AWARD。由中國科學院（CAS）與國際太空研究委員會（COSPAR）共同設立 (連結)。
2007年，趙九章星 (國際編號為7811號的小行星，中國科學院紫金山天文台於1982年2月23日發現)。
＊趙九章的社群服務 (部分)
1958年、1962年，中國氣象學會理事長 (連續兩屆)。
▋開創中國動力氣象學
趙九章的博士指導教授Heinrich von Ficker是維也納氣象學派的重要人物之一，他主張天氣預報要建立在物理理論之上，致力研究阿爾卑斯山的焚風、中緯度氣旋、以及平流層對天氣的影響。Ficker以歸納方式來進行動力學研究，被讚為「憑藉研究者那銳利的目光——不被公式堆砌所迷惑，並對所有事物追問其根本。」(Ertel, 1941 )。他所寫的科普書《天氣與天氣演變》（Wetter und Wetterentwicklung）也廣受好評。
趙九章在Ficker的指導下研究信風的動力和熱力過程，1937年發表《信風帶主流間的熱力學》論文，基於大西洋高空的觀測資料，以數學物理方程定量分析信風對水氣和熱量的傳輸，受到國際氣象學界的重視。竺可楨更評價此文為「新中國成立以前理論氣象研究方面最主要的收穫」(《趙九章傳》, p19)。
趙九章於1938年回到中國西南聯合大學任教，擔任理學院地質地理氣象系和航空工程系的教授，開設了理論氣象學、大氣物理學、高空氣象學等課程，並編寫了中國第一部動力氣象學講義。他在氣象學中導入數學和物理方法，吸引許多學物理的學生投入氣象學，他的學生如葉篤正、顧振潮、陶詩言、朱崗昆等未來都成為著名大氣科學家(《趙九章傳》, p21, p30; 巢紀平, 2018)。
1946年，趙九章提出了大氣長波在斜壓大氣的不穩定，與美國氣象學家Jule Charney差不多同時提出這個現代天氣預報的重要基礎理論之一，其相關論著有《半永久性活動中心的形成與水平力管場之關係》、《大氣環流之穩定度》等 (《趙九章傳》, p31)。趙九章在動力氣象學的研究還包括《討論摩擦層中風隨高度變化的規律》、《蒸發方程及其新解》 (與顧振潮)、《東亞大型渦能動力》(與朱崗昆) 等 (《趙九章傳》, p29-31; 巢紀平, 2018) 。
▋擔任中國科學院地球物理研究所的首任所長
1949年中國共產黨建國之時，由於剛經歷完抗日戰爭與國共內戰，中國的經濟十分脆弱，科學與科技也處於相當艱困的處境。為了迅速發展科學與科技，中共建國一個月後便成立了中國科學院 (Chinese Academy of Sciences，以下簡稱為中科院)，效法蘇聯的模式讓中科院作為引領國家科學與科技實力發展的火車頭。1950年韓戰爆發，中共更面臨西方國家的經濟制裁以及科學與科技交流的封鎖。在這樣的時代背景下，中科院被賦予推動國家經濟發展以及國防的使命，以「任務帶學科，學科促任務」 (“missions drive disciplines; discipline promotes mission”; Zhang and Wang, 2021) 為口號，科學家們從事了大量與國家經濟建設或國防需求密切相關的科學研究，展現出強烈的實用導向特徵，但與此同時科學家們也積極尋找基礎科學研究的機會 (Zhang and Wang, 2021)。
1950年，中科院決議在中央研究院氣象研究所的基礎上成立中科院地球物理研究所 (Institute of Geophysics and Meteorology)，所內分氣象、地磁、地震、和地球物理四部分，趙九章被任命為首任所長，陳宗器、顧功敘被任命為副所長 (《趙九章傳》, p43-44)。在中國共產黨的官僚體制下，身為所長的趙九章作為學術與行政領導者，掌握資源分配的權力，規劃和執行科學研究活動與人才培養 (Zhang and Wang, 2021) 。
具備扎實科學訓練與遠見的趙九章，提出了以「數理化、工程化、與新技術化」做為地球物理學發展的政策方向。「數理化」指的是將地球物理學從一門以描述現象為主的學科，轉變為建立在數學與邏輯基礎上的科學；「工程化」指的是將科學研究成果轉化為推動國家經濟發展的動力；「新技術化」指的是利用各種新技術來強化地球物理觀測能力。趙九章貫徹這些方向和思想，帶領地球物理研究所在氣象、海浪、地震、太空物理、人造衛星等領域在科學和實務上做出傑出的貢獻 (Zhang and Wang, 2021; 《趙九章傳》) 。
▋與軍方合作開展氣象實務作業
為了應對軍事和經濟的氣象需求，趙九章聯繫中央人民政府人民革命軍事委員會氣象局 (以下簡稱軍委氣象局) 的局長塗長望，共同組成聯合天氣預報中心 (以下簡稱為聯心，中國氣象預報中心的前身) 和聯合資料中心 (以下簡稱爲聯資，中國氣候資料中心的前身)。為了盡快提升天氣預報水準，趙九章和涂長望規劃頭幾年將中科院地球物理研究所的氣象科學家借調到聯心和聯資，把軍委氣象局的氣象隊伍帶起來，借調結束後回歸地球物理研究所專心發展科研。1950年，中科院地球物理研究所和軍委氣象局簽訂了成立聯心和聯資的協定，趙九章派了差不多80%的氣象學家參與聯心和聯資工作，由顧震潮擔任聯心主任，張寶堃擔任聯資主任 (《趙九章傳》, p44-46) 。
聯心提供氣象服務給軍事行動和民生需求，建立中國現代天氣預報業務和培養大批的氣象人員，為中國的天氣分析預報奠定了基礎。聯資收集和整理大量的天氣資料，編制出版中國第一部氣候圖集，包括雨量、溫度等多種氣象要素，為建立中國完整的氣候資料庫奠定了基礎 (《趙九章傳》, p44-46)。
▋研製氣象儀器、發展數值天氣預報、推動雲物理和人工降水試驗
中共成立初期，中國的氣象站數量很少，急需建造大量氣象站來提高天氣預報能力，需要許多氣象儀器。但當時儀器是從國外進口且難以為繼，趙九章認為必須靠國內研發和生產氣象儀器，於是他帶領地球物理研究所和氣象局人員，試製水銀氣壓計、溫度計等，克服種種困難完成樣品，然後交由氣象局去生產，提供給氣象站 (《趙九章傳》, p46)。
1950年代，美國和歐洲國家開始用電腦來進行數值天氣預報，雖然當時中國還沒有電腦，但趙九章看到數值天氣預報的潛力，1955年就支持顧震潮進行這方面的研究，開始應用手算圖解法解微分方程。地球物理研究所與中科院計算技術研究所、中央氣象局合作努力，使中國的數值天氣預報逐漸成長和發展，也訓練培養出一批科學技術人員。1959年，中國研製出第一台大型電腦，深耕多年已做好準備的數值天氣預報團隊成為該電腦的第一位用戶，自此中國數值天氣預報迅速發展，1959年研製出準地轉正壓模式做歐亞的500百帕氣壓場預報，1965年開始用國內自行研發的準地轉一層模式進行天氣預報作業 (《趙九章傳》, p49-50)。
1950年代，國際盛行人工降水實驗，中國也想要推動相關實驗和評估。趙九章認為進行人工降水實驗首先需要了解雲微物理結構和降水物理過程，於是他在地球物理研究所裡面成立雲霧物理專業組，以推動工作的開展，顧震潮是該組主要領導之一。趙九章也與涂長望規劃在廬山和黃山建立雲霧觀測站，更親自前往當地考察，之後在衡山、華山也建立了觀測站。這些工作促成中國在大氣物理的觀測、試驗、和研究，拓展大氣科學的研究量能 (《趙九章傳》, p48-49)。
▋籌劃發射人造衛星
1950年代初，國際上在籌備「國際地球物理年」(International Geophysical Year, IGY，1957-58年)，科學家們就有發射火箭、人造衛星來探測地球和太空的想法。身為 IGY 中國委員會副主席的趙九章，意識到人造衛星如果成功，將為科學研究、天氣預報、和軍事應用等領域開闢全新的道路。當蘇聯於1957年成功發射世界第一顆人造衛星「史普尼克1號 」(Sputnik 1)，震驚全世界，錢學森、趙九章等著名科學家向中共政府提議開展人工衛星研究工作。1958年，毛澤東主席在中共八大二次會議上說：「我們也要搞人造衛星」，同年中科院成立581組來專門研究衛星，錢學森為組長，趙九章為副組長，另一位副組長是地球物理研究所黨委書記衛一清，成員包括中科院相關研究所的主要領導 (《趙九章傳》, p109-110)。
中國科學家們不清楚該如何開展衛星研究，剛好蘇聯科學院邀請中科院去做學術交流，想藉此機會去考察一下蘇聯衛星和探空火箭情況。1958年，趙九章率團到蘇聯訪問，雖然蘇聯方熱情招待，但衛星事關國家機密，代表團的收穫極其有限，也深深認識到發射人造衛星需要靠自己，不可能靠外援。根據當時的國內科技情況，發射衛星的條件尚未具備，趙九章和同僚商量後，提出「以火箭探空練兵，為高空物理探測打基礎，不斷摸索衛星發展方向，籌建空間環境模擬實驗室，研究地面跟蹤接收設備」等五條意見 (《趙九章傳》, p111-113)。
趙九章 (右一) 於 1953 年與華羅庚、錢三強等中國代表團成員一同訪問前蘇聯。（資料來源：《趙九章誕辰一百週年紀念文集》，中國科學院國家空間科學中心編，2007 年。圖片取自 Zhang and Wang, 2021）。
自1959年起，趙九章帶領同事們著手落實火箭探空的實施計畫，研發製造火箭的硬體設備、以及對磁場、電離層、太陽輻射和宇宙射線等的探測儀器。經過一年多的努力，1960年9月13日，由上海機電設計院科學家領導研發成功的T7型火箭發射升空。隨後又改進為T7A型火箭，1960-65年共發射試驗了20多發，取得許多寶貴的數據和經驗 (《趙九章傳》, p113-115)。
經過五、六年的準備和多方努力，趙九章認為中國可以開始進行發射衛星的工作了。他1964年12月上書給周恩來總理，陳述人造衛星在洲際導彈、國防、和尖端科學與工業的關係，建議中央把發射衛星列為國家計劃，進一步推動相關工作 (《趙九章傳》, p122-125，包含信件全文)。中共高層相當重視發射衛星的計劃，經過密集會議和討論，1965年4月國防科委提出1970-1971年發射我國第一顆人造衛星的報告，一個月後中央專委批准，中科院立即開始全面行動起來。1965年7月，中科院向中央上報《關於發展我國人造衛星工作的規劃方案的建議》，經過中央專委同意，決定先成立三個組：領導小組由谷羽任組長，趙九章、楊剛毅為副組長；總體設計組由趙九章任組長，郭永懷、王大衍為副組長；辦公室由陸綬觀任主任，處理日常任務。為了保密，中科院將這個任務取名為「651」，因周恩來總理對趙九章的信件的批示時間為1965年1月 (《趙九章傳》, p125-130)。
趙九章寫給周恩來總理的親筆簽名信。信件全文在中國科學院網站「趙九章：給周恩來總理的信」，http://www.bjb.cas.cn/tbzt2016/dnzt/sd/jdwz/202008/t20200806_5650722.html。
1965年10月，國防科委委托中科院召開中國第一顆衛星的方案論證會 (又稱651會議)，參加會議的有中科會、機械工業部、國防科委、國防工辦等代表共120餘人，會議召開了42天。趙九章在會上報告了衛星的總體方案草案，錢驥報告了衛星的本體方案草案。經過會議中深入細緻的論證，最後形成了總體方案、本體方案、運載工具方案、和地面觀測系統方案四個文件稿，共約15萬字，系統性地闡明發射衛星的技術問題，並闡述了主要困難、有利條件、薄弱環節等問題。會中也建議將第一顆衛星命名為「東方紅一號」 (《趙九章傳》, p131-132)。
651會議結束後，中科院立即組建衛星設計院 (又稱651設計院)，由趙九章擔任院長，主要人員由地球物理研究所和力學研究所組成，全面開展「東方紅一號」衛星方案設計和研製工作。當時衛星任務是絕密級任務，圈外單位對此了解很少，為了盡可能發揮全國的研究量能，651設計院提出500多項專題，大到分系統，小到元部件，在全國各地進行安排落實，確保衛星能按時程完成 (《趙九章傳》, p134)。
1966年，中科會召開幾次衛星的規劃會議，趙九章在《對我國衛星系列的規劃中設想》的報告中，把整個衛星規劃分成四個部分：(1) 以科學試驗衛星作為開始和打基礎， (2) 以偵察衛星 (特別是照相偵察衛星) 為重點，全面發展軍事應用衛星，(3) 在照相偵察衛星基礎上發展載人飛船，(4) 衛星的防禦措施。經過大小會的討論，最後商定衛星系列的重點和排序：偵查測地、通信、氣象、載人飛船、導航 (《趙九章傳》, p135-137)。
當中科院的衛星研製工作各方面都有進展，對如期發射感到樂觀時，1966年文化大革命爆發，趙九章被解除地球物理研究所所長和651設計院院長的職務，遭到嚴厲的批鬥和侮辱。他經常被造反派押著遊街，脖子上掛一塊十幾公斤的大牌子，上面寫「反動學術權威趙九章」幾個大字。遊街完畢，再回中科院接受批鬥、謾罵、毆打等。即使在這樣痛苦的情況下，趙九章仍十分惦記人造衛星的研製工作，但他無權參加相關會議和活動，也無權得知人造衛星研製的所有消息 (王友群, 2023; 李鳴生; 《趙九章傳》, p175-181)，雖然繼任者基本上是依照他所提出的方案繼續研製衛星 (《趙九章傳》, p137-138) 。1968年10月26日，不堪受辱、心灰意冷的趙九章服安眠藥自殺，得年61歲，沒有辦法親眼見到他投注無限心血的「東方紅一號」衛星在1970年4月24日發射成功。
▋後記
在看趙九章的故事時，我一直想到瑞典裔美籍氣象學家 Carl-Gustaf Rossby (1898-1957)。趙九章把動力氣象學帶到中國，培養出一批厲害的氣象學家，未來在各個領域發光發熱。他非常有遠見，在任地球物理研究所所長的期間推動數值天氣預報、雲物理研究和人工降水試驗，以及積極投入中國第一顆人造衛星的建置與發射。他對太空物理學的研究推動也貢獻良多，礙於篇幅沒在這篇文章介紹。最後，趙九章也很重視國際學術交流，出訪美國、歐洲、蘇聯等。
趙九章對中國氣象學界的貢獻程度大概相當於Rossby對歐美氣象學界的貢獻程度。趙九章可說是東方的Rossby，而Rossby可說是西方的趙九章。
▋參考資料
趙九章傳 /《趙九章傳》編寫組著。科學出版社，2020，（科學與人生：中國科學院院士傳記）。
巢纪平, 2018: 將軍一去五十載－紀念趙九章先生，https://www.tsinghua.org.cn/info/1023/31326.htm
王友群, 2023:「兩彈一星」功臣趙九章為何自殺？，大紀元https://www.epochtimes.com/b5/23/8/22/n14059162.htm
李鳴生: 中國科學巨匠趙九章之死，https://zhuanlan.zhihu.com/p/1992942087847569228
Ertel, H., 1941: Heinrich von Ficker. Naturwissenschaften, 29, 697–700, https://doi.org/10.1007/BF01482257.
Zhang, Z., and R. Wang, 2021: The development of geophysics in the early period of the People’s Republic of China based on the Institute of Geophysics, Chinese Academy of Sciences (1950-1966). Hist Geo Space Sci, 12, 21–41, https://doi.org/10.5194/hgss-12-21-2021.